甲基己醇的制备及表征ppt课件

1、生命与环境科学学院化学实验中心实验实验33 33 醇的合成醇的合成2-2-甲基甲基-2-2-己醇的制备及表征己醇的制备及表征1 1 实验目的实验目的1 1了解了解GrignardGrignard试剂制备方法及试剂制备方法及其在有机合成中的其在有机合成中的 运用；运用；2 2掌握制备格氏试剂的根本操作；掌握制备格氏试剂的根本操作；3 3稳定回流反响、萃取提纯、蒸稳定回流反响、萃取提纯、蒸馏提纯等操作技艺，和恒压滴液漏斗馏提纯等操作技艺，和恒压滴液漏斗的运用。的运用。反响式： 本实验包括回流、蒸馏、机械或磁力搅拌、恒压滴液漏斗的运用等根本操作。n-C4H9Br + Mg无水乙醚n-C4H9MgBr

2、n-C4H9MgBr + CH3COCH3无水乙醚n-C4H9C(CH3)2OMgBrn-C4H9C(CH3)2 + H2OOMgBrHn-C4H9C(CH3)2OH2 2 实验原理实验原理 卤代烷烃与金属镁在无水乙醚中卤代烷烃与金属镁在无水乙醚中反响生成烃基卤化镁反响生成烃基卤化镁RMgXRMgX，称为，称为GrignardGrignard试剂。试剂。 G G试剂能与羰基化合物等发生亲试剂能与羰基化合物等发生亲核加成反响，产物经水解后可得到醇核加成反响，产物经水解后可得到醇类化合物。类化合物。 本实验以本实验以1-1-溴丁烷为原料、乙醚溴丁烷为原料、乙醚为溶剂制备为溶剂制备GrignardG

3、rignard试剂，而后再与试剂，而后再与丙酮发生加成、水解反响，制备丙酮发生加成、水解反响，制备2-2-甲甲基基-2-2-己醇。反响必需在无水、无氧、己醇。反响必需在无水、无氧、无活泼氢条件下进展，由于水、氧或无活泼氢条件下进展，由于水、氧或其它活泼氢的存在都会破坏其它活泼氢的存在都会破坏GrignardGrignard试剂。试剂。 醇是有机合成中运用极广的一类化合物，它来源方便，不但用作溶剂，而且易转变成卤代烷、烯、醚、醛、酮、羧酸和羧酸酯等多种化合物，是一类重要的化工原料。 醇的制法很多，简单和常用的醇在工业上利用水煤气合成、淀粉发酵、烯烃水合及易得的卤代烃的水解等反响来制备。实验室醇的

4、制备，除了羰基复原醛、酮、羧酸和羧酸酯和烯烃的硼氢化-氧化等方法外，利用Grignard反响是合成各种构造复杂的醇的主要方法。RX+ MgRMgX 卤代烷和溴代芳烃与金属镁在无水乙醚中反响生成烃基卤化镁，又称Grignard试剂。芳香和乙烯型氯化物，那么需用四氢呋喃沸点66为溶剂，才干发生反响。 Grignard试剂为烃基卤化镁与二烃基镁和卤化镁的平衡混合物：RMgXR2MgX + MgX22 卤代烷生成Grignard试剂的活性次序为：RIRBrRCl。实验室通常运用活性局中的溴化物，氯化物反响较难开场，碘化物价钱较贵，且容易在金属外表发生巧合，产生副产物烃R-R。 Grignard试剂的制

5、备必需在无水条件下进展，所用仪器和试剂均需枯燥，由于微量水分的存在抑制反响的引发，而且会分解构成的Grignard试剂而影响产率:RMgX+H2ORH+Mg(OH)X 此外，Grignard试剂尚能与氧、二氧化碳作用及发生巧合反响：2RMgX+O22ROMgXCO2RMgXRCOMgXOH3ORCOHORMgX+RXR-R+MgX2 故Grignard试剂不宜较长时间保管。用活泼的卤代烃和碘化物制备Grignard试剂时，偶和反响是主要的副反响，可以采取搅拌、控制卤代烃的滴加速度和降低溶液浓度等措施减少副反响的发生。 Grignard反响是一个放热反响，所以卤代烃的滴加速度不宜过快，必要时可用

6、冷水冷却。当反响开场后，应调理滴加速度，使反响物坚持微沸为宜。对活性较差的卤化物或反响不易发生时，可采用参与少许碘粒的1，2-二溴乙烷或事先已制好的Grignard试剂引发反响发生。正丁基溴化镁的合成安装：正丁基溴化镁的合成安装：滴加滴加回流回流机械搅拌机械搅拌吸水吸水3 3 操作流程操作流程3.1 3.1 正丁基溴化镁合成正丁基溴化镁合成250mL250mL三三口烧瓶口烧瓶 恒压滴液漏斗恒压滴液漏斗热水浴上回流热水浴上回流20min20min，使镁，使镁条作用完全条作用完全保证反响平稳保证反响平稳 13.5mL 13.5mL正溴丁烷正溴丁烷 15mL 15mL无水乙醚无水乙醚3.1gMg3.

7、1gMg条条15mL15mL无水乙醚无水乙醚一小粒碘片一小粒碘片搅拌、回流搅拌、回流 正丁基溴化镁粗产品正丁基溴化镁粗产品GrignardGrignard试剂试剂 由冷凝管上由冷凝管上端参与端参与25mL25mL无水乙醚无水乙醚滴加滴加5mL5mL混合液混合液滴正溴丁烷滴正溴丁烷无水乙醚无水乙醚混合余液混合余液3.2 3.2 反响得到反响得到2-2-甲基甲基-2-2-己醇的水溶液己醇的水溶液 GrignarGrignard d试剂试剂冰水浴中冷冰水浴中冷却、搅拌却、搅拌冷却冷却控速，继续搅控速，继续搅拌拌15min(r.t)15min(r.t)滴加滴加10mL10mL丙酮和丙酮和15mL15m

8、L无无水乙醚的混合液水乙醚的混合液白色粘稠状白色粘稠状固体生成固体生成分批滴加分批滴加100mL100mL10%10%硫酸溶液硫酸溶液得到：得到：2-2-甲基甲基-2-2-己己醇的水溶醇的水溶液液3.3 3.3 得得2-2-甲基甲基-2-2-己醇的乙醚溶液萃取己醇的乙醚溶液萃取 合并醚层合并醚层 除去除去水层水层萃取两次萃取两次25mL25mL乙醚乙醚/ /次次上步上步2-2-甲甲基基-2-2-己醇己醇的水溶液的水溶液乙醚萃取乙醚萃取 得到：得到：2-2-甲基甲基-2-2-己己醇的乙醚醇的乙醚溶液含溶液含杂质杂质锥形瓶锥形瓶 乙醚层乙醚层枯燥枯燥 3.4 3.4 萃取洗涤的纯化萃取洗涤的纯化1

9、 12g2g无水碳酸钾无水碳酸钾振摇静振摇静置分层置分层30mL5%30mL5%碳酸钠碳酸钠溶液洗涤一次溶液洗涤一次2-2-甲基甲基-2-2-己醇己醇的乙醚溶液含杂的乙醚溶液含杂质质2-甲基甲基-2-己醇己醇的乙醚溶液的乙醚溶液2-甲甲基基-2-己醇己醇的乙的乙醚溶醚溶液液3.5 3.5 蒸馏提纯处置蒸馏提纯处置蒸馏，搜集蒸馏，搜集140140144144馏分馏分 采用低沸点易燃物采用低沸点易燃物的蒸馏安装，在温的蒸馏安装，在温水浴上蒸去乙醚水浴上蒸去乙醚产物产物(140(140144144馏份馏份) )蒸馏蒸馏萃取、洗涤萃取、洗涤结果：纯的2-甲基-2-己醇沸点为143。OH1.261.40

10、1.291.330.961.262.0ChemNMR H-1 Estimation012PPM2-甲基-2-己醇2-Methyl-2-hexanol产品检测 无色液体，相对分子质量116 ，分子式C7H16O ，沸点为141-142，折光率nD折射率1.4170 ，相对密度0.812。 微溶于水容易溶解在 醚、 酮的溶液中。与水能构成共沸物沸点87.4C，含水27.5 4 4 本卷须知本卷须知 1 1镁屑不宜长期放存。长期镁屑不宜长期放存。长期放存的镁屑，需用放存的镁屑，需用5%5%的盐酸溶液浸泡的盐酸溶液浸泡数分钟，抽滤后，依次用水、乙醇、数分钟，抽滤后，依次用水、乙醇、乙醚洗涤，枯燥。或者

11、用砂纸擦去氧乙醚洗涤，枯燥。或者用砂纸擦去氧化层。化层。 2 2本实验采用简易密封。也本实验采用简易密封。也可用磁力搅拌替代电动搅拌。可用磁力搅拌替代电动搅拌。 3 3本实验所用仪器、药品必本实验所用仪器、药品必需充分枯燥。需充分枯燥。1-1-溴丁烷用无水溴丁烷用无水CaCl2CaCl2枯燥并蒸馏纯化，丙酮用无水枯燥并蒸馏纯化，丙酮用无水K2CO3K2CO3枯燥并蒸馏纯化。仪器与空气衔接处枯燥并蒸馏纯化。仪器与空气衔接处必需装必需装CaCl2CaCl2枯燥管。枯燥管。 4 4留意控制加料速度和反响留意控制加料速度和反响温度。温度。 5 5乙醚易燃。运用和蒸馏低乙醚易燃。运用和蒸馏低沸点物质乙醚

12、时，要远离明火，防止沸点物质乙醚时，要远离明火，防止外泄，留意平安。外泄，留意平安。5 5 问题讨论问题讨论 1 1本实验中水解前各步中为什么运用的本实验中水解前各步中为什么运用的药品、仪器均需绝对枯燥？为此他采取了哪些药品、仪器均需绝对枯燥？为此他采取了哪些措施？措施？ 2 2反响假设不能立刻开场，应采取什么反响假设不能立刻开场，应采取什么措施？措施？ 3 3如何坚持无氧条件？如何坚持无氧条件？ 4 4实验中有哪些能够的副反响？应如何实验中有哪些能够的副反响？应如何防止？防止？ 5 5请本人设计出由请本人设计出由GrignardGrignard试剂与羰基试剂与羰基化合物反响制备化合物反响制备

13、2-2-甲基甲基-2-2-己醇的制备方案？写己醇的制备方案？写出反响式。出反响式。参考答案参考答案1 1本实验中水解前各步中为什么运用的药品、本实验中水解前各步中为什么运用的药品、仪器均需绝对枯燥？为此他采取了哪些措施？仪器均需绝对枯燥？为此他采取了哪些措施？ 答：由于格氏试剂化学性质活泼，反响体系应答：由于格氏试剂化学性质活泼，反响体系应防止有水、氧气和二氧化碳的存在，因此实验防止有水、氧气和二氧化碳的存在，因此实验前所用的仪器应全部枯燥，试剂要经过严厉无前所用的仪器应全部枯燥，试剂要经过严厉无水处置。水处置。 进展实验时，安装的安装及试剂的量取动进展实验时，安装的安装及试剂的量取动作都应快

14、捷，迅速，并留意防湿气侵入！乙醚作都应快捷，迅速，并留意防湿气侵入！乙醚必需事先经无水处置；正溴丁烷事先用无水氯必需事先经无水处置；正溴丁烷事先用无水氯化钙枯燥并蒸馏纯化；丙酮用无水碳酸钾枯燥，化钙枯燥并蒸馏纯化；丙酮用无水碳酸钾枯燥，亦经蒸馏纯化。反响过程中冷凝管上必需装带亦经蒸馏纯化。反响过程中冷凝管上必需装带有氯化钙的枯燥管。有氯化钙的枯燥管。2 2反响假设不能立刻开场，应采取什么措施？反响假设不能立刻开场，应采取什么措施？ 答：反响能否引发可从以下景象判别：答：反响能否引发可从以下景象判别： 反响液能否由廓清变混浊，能否有白色沉淀物产生。反响液能否由廓清变混浊，能否有白色沉淀物产生。

15、引发的措施有：引发的措施有： 1. 1.加热，但温度不能太高，坚持有微小气泡缓慢产生即可。加热，但温度不能太高，坚持有微小气泡缓慢产生即可。 2. 2.加碘，芝麻粒大小即可。加碘，芝麻粒大小即可。 3. 3.参与少许格氏试剂。参与少许格氏试剂。 假设假设5 5分钟反响仍不开场，可用温水浴，或在加热前参与一分钟反响仍不开场，可用温水浴，或在加热前参与一小粒碘引发。小粒碘引发。 假设开场时正溴丁烷部分浓度较大，易于发生反响，故搅拌假设开场时正溴丁烷部分浓度较大，易于发生反响，故搅拌应在反响开场后进展，必需等反响引发后才干搅拌和滴加混合液！应在反响开场后进展，必需等反响引发后才干搅拌和滴加混合液！反

16、响终了时，能够有镁条未反响完全，但对后续实验操作没有影反响终了时，能够有镁条未反响完全，但对后续实验操作没有影响。响。3 3如何坚持无氧条件？如何坚持无氧条件？ 答：普通反响之前需求通入氮气，赶走反响安装内答：普通反响之前需求通入氮气，赶走反响安装内的空气，以坚持反响过程中的无氧形状。然而，在实验的空气，以坚持反响过程中的无氧形状。然而，在实验室中，普通采用乙醚作为反响过程中的溶剂，而乙醚的室中，普通采用乙醚作为反响过程中的溶剂，而乙醚的挥发性大，沸点低，借乙醚蒸气赶走反响安装内的空气，挥发性大，沸点低，借乙醚蒸气赶走反响安装内的空气，到达无氧条件。到达无氧条件。4 4实验中有哪些能够的副反响？应如何防止？实验中有哪些能够的副反响？应如何防止？ 答：答：RMgX + H2O RH + Mg(OH)XRMgX + H2O RH + Mg(OH)X2 RMgX + O2 2ROMgX2 RMgX + O2 2ROMgXRMgX + ROH RH + ROMgXRMgX + ROH RH + ROMgXRMgX + RX R-R + MgX2 (RMgX + RX R-R + MgX2 (偶联反响偶联反响RMgX + CO2 RCO2MgXRMgX + CO2 RCO2MgX 由于格氏试剂化学性